Gia cố công trình bằng cách sử dụng vật liệu CFRP là một phương pháp đã được nghiên cứu và áp dụng tại các nước tiên tiến bắt đầu xuất hiện từ những năm 1990. Ban đầu được sử dụng để gia cố các trụ cầu, dầm cầu nhờ ưu điểm vượt trội về khả năng chống xâm thực, ăn mòn. Hiện này thì việc ứng dụng CFRP vào gia cố các công trình bằng bê tông cốt thép (BTCT) đã được áp dụng rộng rãi nhờ tận dụng được ưu điểm về khả năng chịu lực rất cao của vật liệu cùng với sự tiện lợi khi thi công. Phương pháp này đã trở thành một giải pháp tốt rất đáng chú ý khi chọn lựa để sửa chữa, gia cố cho các công trình bê tông cốt thép hiện nay.
Mục lục
- CFRP là viết tắt của Carbon Fiber-Reinforced Polymer) là một dạng vật liệu composite được chế tạo từ sợi carbon với ưu điểm là cường độ chịu kéo rất cao (gấp 8-12 lần cường độ thép), mô đun đàn hồi lớn, chiều dày nhỏ (<1mm), khả năng chống xâm thực, mài mòn cao, bên bỉ theo thời gian.
- Các dạng CFRP thường dùng hiện này gồm dạng vải cuộn, dạng thanh mỏng, dạng thanh tròn:
- Một số hãng sản xuất vật liệu CFRP dùng trong xây dựng hiện này gồm: Torayca, Sika, Tyfo, Drỉzoro, Hankuk….
- Với các tính năng kể trên, đặc biệt khả năng chịu kéo rất cao, vật liệu CFRP được dùng để sửa chữa sự giảm khả năng chịu lực hoặc hư hỏng của các cấu kiện BTCT bằng cách dán hoặc bọc bên ngoài cấu kiện.
- Vật liệu CFRP được sử dụng trong các trường hợp cụ thể sau:
- Tăng cường khả năng chịu cắt và chịu uốn của dầm BTCT.
- Tăng cường khả năng chịu uốn của sàn BTCT tại các vùng có mô men dương và mô men âm.
- Tăng khả năng chịu uốn và chịu nén của cột BTCT bằng cách dán bọc bên ngoài cấu kiện.
Ưu điểm:
- Không tăng kích thước cấu kiện nên không ảnh hưởng đến kiến trúc công trình và không tăng khối lượng kết cấu: Với ưu điểm chiều dày sợi rất nhỏ (sợi thô 0.167mm, 0.333mm…và sợi sau khi tẩm keo ~1mm) nên sau khi gia cố, tiết diện cấu kiện hầu như không thay đổi, không làm thay đổi kiến trúc hiện hữu của công trình, không ảnh hưởng đến thẩm mỹ hiện có.
- Hiệu quả trong việc tăng cường khả năng chịu lực, đặc biệt là kết cấu dầm, sàn: Với ưu điểm vượt trội là cường độ chịu kéo rất cao (gấp 8-12 lần cường độ thép), làm tăng đáng kể khả năng chịu lực của cấu kiện khi cùng tham gia vào khả năng chịu lực.
- Khả năng chống ăn mòn, xâm thực cao:
- Thi công đơn giản: Phương pháp thi công lắp đặt tấm FRP cũng rất dễ dàng, không đòi hỏi phải cần thiết nhiều nhân công, máy móc thiết bị phức tạp. Quá trình thi công diễn ra nhanh chóng, phạm vi thi công nhỏ, có thể thi công cuốn chiếu nên giải quyết được vấn đề thi công sửa chữa khi công trình vẫn đang hoạt động.
Kết hợp ưu điểm vượt trội của vật liệu và ưu điểm về phương pháp thi công làm cho phương pháp gia cố bằng vật liệu CFRP nổi bật hơn các phương pháp khác và trở thành một lựa chọn hàng đầu cho đơn vị thiết kế, nhà tư vấn, chủ đầu tư khi tiến hành gia cố.
Nhược điểm:
- Giá thành thường cao hơn các phương pháp khác: Hiện này giá thành vật liệu CFRP vẫn còn cao do phải nhập khẩu từ các nước phát triển (do chi phí vận chuyển, hải quan, thuế các loại) làm cho đơn giá thi công tương đối cao.
- Khả năng chống cháy kém: Do keo dán sợi là gốc Epoxy nên khả năng chống cháy không cao (nhiệt độ làm việc của sợi <80oC). Tuy nhiên đây là vật liệu gia cường nên cũng không phải là vấn đề đáng quan ngại và có thể khắc phục bằng lớp vữa tô trát bảo vệ bên ngoài.
- ACI 440.2R-02 Thi cong va Nghiem thu tang cuong cau bang FRP
- TCVN 5574_2018_Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép
- Với các ưu điểm trên, phương pháp gia cố kết cấu sử dụng vật liệu CFRP đã được ứng dụng rất rộng rãi tại các dự án ở Việt Nam. Trong tương lai, nhờ sự cải tiến của khoa học công nghệ sẽ làm giảm chi phí vật liệu CFRP đầu vào, và sẽ ngày càng được ứng dụng rộng rãi hơn nữa.
- Qua bài viết này, sẽ giúp chúng ta có cái nhìn tổng thể về phương pháp gia cố bằng CFRP và nếu công trình của bạn đang có nhu cầu về gia cố kết cấu, hãy liên hệ với Chúng tôi qua Hotline: 0909.843.077 (Mr. Tân) để được tư vấn chi tiết hơn.
Á Châu mong muốn được đồng hành cùng công trình của Bạn